環状星雲の完全な形。クレジット:ウィキメディア・コモンズ 環状星雲は、こと座にある明るいガスの殻です。これは、太陽に似た星が寿命の終わりにどのように外層を脱落させるかを示す教科書の例として長い間使われてきました。また、おそらく宇宙愛好家だけでなく、アマチュアやプロの天文学者からも最も愛されている星雲の 1 つです。
今、それはまったく予期せぬもので科学者たちを驚かせました。それは鉄原子の巨大な棒がその中心を切り裂いていたということです。
この発見は、スペインのウィリアム・ハーシェル望遠鏡の新しい機器を使用したヨーロッパの天文学者チームによってもたらされました。火星に匹敵すると推定されるこの鉄の構造物は、目に見えないところに隠されており、冥王星の軌道の数百倍も広い領域に広がっています。どうやってそこにたどり着いたのかは誰も知りません。
「データを処理して画像をスクロールすると、これまでになかった象徴的なリングの真ん中に、これまで知られていなかったイオン化した鉄原子の『棒』が、この上なく鮮明に浮かび上がってきました」と、カーディフ大学とロンドン大学ユニバーシティ・カレッジの天文学者、ロジャー・ウェッソン氏は声明で述べた。
この発見は王立天文学協会の月刊通知に掲載されました。 .
新たな視点
星雲の新しい化学地図。星雲の「目」にある大量の鉄の堆積物が示されています。クレジット:UCL/WEAVE メシエ 57 としても知られるリング星雲は、地球から約 2,000 光年離れたところにあります。これは、18 世紀に遡る誤解を招きやすい名前である惑星状星雲で、太陽に似た星が核燃料を使い果たし、その外層が宇宙にゆっくりと剥がれ落ちたときに形成されました。中心に残っているのは白色矮星、つまり元の星の高密度の核です。
天文学者は、ハッブル宇宙望遠鏡や、最近ではジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡など、多くの望遠鏡を使用して、数十年にわたってリング星雲を研究してきました。これらの天文台では、複雑な貝殻、ガスの塊、輝く塵が明らかになりました。しかし、誰もこの鉄の棒を見せませんでした。
この違いは、WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer の略) と呼ばれる新しい計測器によってもたらされました。 WEAVE は、星雲の 1 つの狭いスライスから 1 つのスペクトルを取得するのではなく、物体全体の何百もの点からの光を一度に集めることができます。この機器は光を色に分割し、天文学者が星雲全体の化学元素をマッピングできるようにします。
その能力は、見慣れた物体を未知の領域に変えました。
鉄は、星雲の内部領域を横切る細い棒状の雲として見えます。この星雲は、高度にイオン化された鉄（いくつかの電子を失った原子）からのみ光を放射しますが、星雲内の他の元素は同じ形状や動きを共有しません。 WEAVE データでは、アイロンは単独で立っています。
その規模の大きさから、無視することは困難です。このバーは太陽から冥王星の距離の約 500 倍長く、検出された鉄の総質量は火星の質量に匹敵します。比較のために言うと、鉄は通常、星雲の微量成分であり、塵粒の中に閉じ込められていることがよくあります。
鉄の陰謀
星雲の構成を視覚的に分割したもの。クレジット:UCL/WEAVE非常に多くの遊離鉄が存在すると、即座に疑問が生じます。ほとんどの惑星状星雲では、死にかけている星が外層を脱落させると、鉄はすぐに凝結して固体の塵となり、ガス中に遊離鉄はほとんど残りません。宇宙で自由に光る鉄原子の発見は、ここで何か異常なことが起こったことを示唆しています。
一つのアイデアは、この鉄の棒には、瀕死の星がどのようにガスを放出したかの記録が保存されているというものである。星の放出は不均一で、適切なツールで観察した場合にのみ見える構造を刻み込んだ可能性があります。
別の説明では、星雲内部の固体物質が破壊された可能性のあるプロセスが指摘されています。鉄は通常、小さな塵粒の中に閉じ込められたままですが、それらの粒が損傷すると、鉄原子が周囲のガス中に放出される可能性があります。手がかりは、ジェームス ウェッブ宇宙望遠鏡が撮影した赤外線画像から得られ、鉄分が豊富な地域には予想よりも塵が少ないことが示されています。
この考えを不可解にしているのは、明確な原因が存在しないことです。通常、粉塵は強い衝撃波を受けたとき、または非常に高温のガスにさらされたときに粉々に砕けます。天文学者らは、環状星雲ではどちらの明確な兆候も見ていない。また、この鉄の動きは、狭い噴流で外側に吹き飛ばされるには遅すぎるため、その起源は未解決のままです。
ロンドン大学ユニバーシティ・カレッジの天文学者で、この研究の共著者であるジャネット・ドリュー氏は、「我々は間違いなくもっと知る必要がある。特に新たに検出された鉄と他の化学元素が共存するかどうかについては、おそらく追求すべきモデルの適切なクラスが分かるだろう」と述べた。 「現在、この重要な情報が不足しています。」
鉄の棒も星雲の中心星と完全には並んでいません。むしろ、星雲の内腔の幾何学的中心とより密接に結びついているように見えます。
「もしリングの鉄の棒がユニークだったら、それは非常に驚くべきことだろう」とウェッソン氏は付け加えた。 「同じ方法で作成されたさらに多くの星雲を観察、分析することで、この現象のさらに多くの例が発見され、鉄がどこから来たのかを理解するのに役立つことを願っています。」
